Home About us Products Services Contact us Bookmark
:: wikimiki.org ::
生物学

生物学

生物学，又稱生命科學或是生物科學，是一门研究生命物质的结构、功能、发展规律以及与环境之间的相互关系的科学。生物学这一名词最早由法国博物学家拉马克(Jean-Baptiste de Lamarck)于1802年提出。近年來在分子生物學進展躍進下，以核酸為物種間的共同語言，探討的範圍除了生物體本身，更包括了生物體和環境，心理學等等領域，成為一門整合性的科學。

生物学概况

生物学研究不同生命(順時針從左上角開始) 大腸菌, 蕨類植物, 瞪羚, 甲蟲類
生物学家在很多层面上来研究生物：
- 在原子和分子层面：分子生物学、生物化学-結構生物學
- 在细胞层面：细胞生物学、微生物学、病毒学；
- 在多细胞层面：生理学、发育生物学和组织学；
- 在宏观领域：生态学、演化生物學 除了上述以外，在近代分子生物學上大有突破，加上人類基因序列定序完成，生物學和其他學科的關聯越來越緊密。大量的基因資訊，發展出基因组學。在解讀基因密碼之後，基因產物-蛋白質間的相互作用，發展出蛋白質组學等等。這類都有賴新的資訊演算法來整合所得到的數據，以解決人類疾病，糧食問題和環境生態上的課題。

生物学主要分支

動物學領域 :動物學-動物生理学-解剖学-胚胎学-神经生物学-发育生物学-昆虫学-行为学-组织学 植物學領域 :植物学-植物病理学-藻类学-植物生理學 微生物學/免疫學領域 :微生物学-免疫学-病毒学 生物化學領域 :生物化學-蛋白質力學-糖類生化學-脂質生化學-代謝生化學 演化及生態學領域 :生态学-生物分布学-系統分類學-古生物学-演化論-分类学-演化生物學 現代生物技術學領域 :生物技術學- 基因工程-酵素工程學-生物工程-代謝工程學-基因體學 細胞及分子生物學領域 :分子生物学- 细胞学-遺傳学 生物物理領域 :生物物理学-結構生物學-生醫光電學-醫學工程 生物醫學領域 :感染性疾病-毒理学-放射生物学-癌生物學 生物資訊領域 :生物資訊学-生物数学- 仿生学-系統生物學 環境生物學領域 :大气生物学-生物地理学-海洋生物学-淡水生物学

历史与人物

生物学家列表 - 民間科學家 - 诺贝尔生理医学奖 - 生物学及生物化学大事年表-諾貝爾化學獎 请参看：生物基本主题列表

相关科学

医学 - 人类学 - 心理学-農學

外部资源

外部链接


- [http://content.edu.tw/junior/bio/tc_wc/default.htm 国中生物科教材资源：学习加油站]：台湾教育部设计的有插图的十二章和两个附录的课本
- [http://juang.bst.ntu.edu.tw/BCbasics/index.htm 生物化學基礎]:台灣大學生化科技學系莊榮輝教授所架設之網站
- 英文网站
  - [http://www.ultranet.com/~jkimball/BiologyPages/ Kimball的生物学页面] 一个在线教科书
  - [http://tolweb.org/tree/phylogeny.html 生命之树]: A multi-authored, distributed Internet project containing information about phylogeny and biodiversity.
  - [http://www.jbiol.com 生物杂志（The Journal of Biology）] 一个小型免费的研究杂志
  - [http://www.rom.on.ca/biodiversity/biocode/biocode1997.html BioCode]: A proposal for organism naming
  - [http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=Books&itool=toolbar NCBI書架] 可以查詢許多生物書籍

可供参考的书籍


- Lynn Margulis: Five Kingdoms: An Illustrated Guide to the Phyla of Life on Earth, 3rd ed., St. Martin's Press, 1997, paperback, ISBN 0805072527 (There are numerous other editions)
- Neil Campbell, Biology: Concepts & Connections (4th edition), Benjamin-Cummings Publishing Company, 2002, hardcover, 781 pages, ISBN 080536627X A college-level textbook. als:Biologie ja:生物学 ko:생물학 ms:Biologi simple:Biology th:ชีววิทยา

生命

自然界的一切系統可分為生命（例如：人類）與無生命（例如：礦物）。 而生命泛指一类具有稳定的物质和能量代谢，能够稳定地从外界获取物质和能量，复制自我繁殖的半开放物质系统。 更明確得說，生命具有生命現象，而無生命不具有生命現象，所以可藉由生命現象的有無來判斷是否為生命或無生命。病毒在有寄主可寄生的時候，會表現出生命現象；但在沒有寄主可寄生的時候，不會表現生命現象，所以病毒是介於生命與無生命之間的一種奇妙的生物。 Category:生物 ms:Benda hidup simple:Life

法国

法兰西共和国，或简称法国（La France），位于欧洲西部，与比利时、卢森堡、德国、瑞士、意大利、摩纳哥、安道尔和西班牙接壤。法国是联合国安理会常任理事国，是欧洲联盟和北大西洋公约组织的创始会员国之一。也是申根公约的会员国。

历史

请参见：法国历史 法国最早的根源自大约公元10世纪，查理曼帝国分裂。东部的部分形成现在的德国，而西部则逐渐成为法国。15世纪末法国形成了中央集权的国家，直到1789年爆发的法國大革命，推翻了封建制度及君主制。 法兰西第一共和国由1792年新的共和國建立開始，直到1804年拿破仑成為法國皇帝，結束了短暫的共和國歲月。 期後，法兰西第二共和国於1848年開始，直至1852年。 1870年普法戰爭結束後，法國再次恢復共和國制度，并一度于1871年3月18日--5月28日间建立了世界上第一个无产阶级专政政权--巴黎公社，但隨即被推翻。然後法國人民在普軍撤軍走後，成立法兰西第三共和国。這個共和國經歷過第一次世界大戰，一直到1940年被納綷德國滅亡為止。 第二次世界大戰之後，法兰西第四共和国開始。虽然法国是两次世界大战的赢家，但是法国在战争中财富、人力损失惨重。這個第四共和一直維持到1958年阿爾及利亞戰爭爆發。 1958年，法兰西第五共和国建立，开始了半总统半议会民主制，吸取了前几次法国式议会民主制度失败的教训。最近几年法国和德国的密切合作成为欧洲经济一体化不可或缺的主要动力，例如1999年欧元的流通就是一例。今天，法国站在欧洲国家寻求在更多领域进行更密切合作的最前沿。

政治

请参见：法国政治 第五共和国的宪法于1958年9月28日由法国人民全体公投通过。它大大增强了行政机关与议会的关系。宪法规定，总统直选产生，任期7年。2002年9月24日经过全民公决，总统任期由7年改为5年。总统可以任命总理，控制军队及签署条约。 国民议会 (Assemblée Nationale)是国家的最高立法机关。议会成员由人民直选产生，任期5年。参议员由一个选举机构选举产生，任期9年，参议院(Sénat)每三年更换三分之一的参议员。参议院的立法职能受到限制；当两个议会意见不同时，国家会议拥有最后裁决权。政府对议会的议事日程有很大的影响力。

行政区划

请参见：法国行政区划, 省 (法国) 法国有26个大区(région)，这些行政区再进一步分割成大約100个省（département，或译区份），相当于县。这些区份都被编号（主要按字母顺序），这些号码被用于邮政编码或车辆牌照。 省由专区（arrondissement）组成，每个专区被分为几个乡（canton），每个乡包括几个市镇（commune）。市镇是法国最小的行政单位。 在海外的区份是法国的前殖民地，这些地区在法国享受着与欧洲国家相似的待遇。他们可以被认为是法国的一部分（或者欧盟的一部分），而且它们也使用相同的时间。除此之外还有三个“海外领地”(territoires d'outre-mer，简称TOM)： 法属波利尼西亚 / 法屬玻里尼西亞 (987), 瓦利斯和富图纳群岛 / 沃里斯與伏塔那島 (986)以及法属南方和南极洲领地。还有三个分开的海外地区(collectivité d'outre-mer) ：新喀里多尼亚（曾经是一个海外领地），圣皮埃尔和密克隆 / 聖匹及密啟倫群島 (975)和马约特 / 美亞特 (976)。最后，法国拥有一些太平洋和印度洋小岛的控制权。

地理

请参见：法国地理 法国地势复杂，西部和北部地区为海岸平原，法国在此濒临北海和大西洋。南部地区有--，东南部是阿尔卑斯山地，中南部还有中央高原。主要大河有卢瓦尔河 / 羅亞爾河、罗讷河 / 隆河、加龙河和塞纳河。
- 法国国家公园

经济

请参见：法国经济 法国经济结合了现代化的资本主义经济以及政府干预。政府在各个行业的主要版块依然有重要影响，在铁路、电力、航空和电讯企业政府还拥有主要的控制权。从1990年代初开始政府就一直在逐渐放宽对这些版块的控管。政府正在缓慢地释出在法国电讯、法国航空以及保险、金融、国防企业的控股份额。除此之外，肥沃的土地、先进的技术以及政府的补助使法国成为西欧领先的农业生产国。1999年1月1日法国和其他11个欧洲国家参与使用欧元，并在2002年年初正式开始使用欧元硬币和纸币，完全取代之前的法郎。 参见：法国企业列表

人口

请参见：法国人口 法国官方语言为法语，法国政府直到最近才开始鼓励学校和政府机构使用一些地方语言（例如 巴斯克语、布列塔尼语、阿尔萨斯语（属德语）、弗拉芒语（属荷兰语）、科西嘉语，朗格多克语， 普罗旺斯语 等），一些学校开始教授当地方言，但是法语依然是全国官方语言。

文化

请参见：法国文化 法國文化富有多樣性，數世紀以來法國都是世界文化中心之一。

语言

法语是法国的国语，阿尔萨斯人英语正在成为法国第二语言。布列塔尼人中的一些农村居民以布列塔尼语为口语。科西嘉人日常生活中亦操当地的两种方言：一种与意大利托斯卡方言相近，另一种与撒丁岛北部方言相近。

宗教

法国主要宗教是天主教，其次是新教、东正教、伊斯兰教和犹太教。
- 天主教：有教徒4500多万。全国分17个教省，90个教区。
- 新教：比较大的派别有长老宗和信义宗。
- 东正教：有教徒约53万人。其中约30万在巴黎。另外，法国有亚美尼亚正教徒约18万人。
- 伊斯兰教：是法国的第二大宗教。有穆斯林约200万人，其中75万人集中在巴黎。
- 犹太教：有教徒54万人，主要分布在巴黎。

体育


- 足球

其它主题


- 法国通讯
- 法国交通
- 法国军事
- 法国外交
- 法国旅游
- 法國飲食
- 法兰西学院（Académie Française）
- 法国文学
- 法国名人列表
- 蒙特婁
- 魁北克

主要节日

外部链接


- [http://www.elysee.fr/ang/index.shtm 法国总统官邸官方网站] - 爱丽舍宫
- [http://www.premier-ministre.gouv.fr/en/ 法国总理办公室官方网站] - 政府主站
- [http://www.assemblee-nat.fr/english/index.asp 法国国家会议 Assemblée Nationale] - 法国议会
- [http://www.culture.gouv.fr/ 法国文化与交流部 Ministère de la Culture et de la communication] - 法国文化与交流部(文化部)
- [http://www.adminet.com/jo 法国法律网 Journal Officiel ] - 法国法律网 建立与1948年,用以发布法国政府的法律、法规、议会辩论等的正式文件，同时有书面和网络两个版本。从2004年开始网络版与书面版本具有相同的法律效力。
- [http://www.ncc-travel.com/france/france.htm 旅游资源 法国]--主要介绍法国的旅游资源,服装文化以及饮食
- [http://www.amour-de-france.com/ 爱的法兰西]--一个介绍法国文化遗产、历史、习俗、美食、特产等的综合性网站
- [http://www.asinah.net/web-directory/odp.database/World/Chinese_Simplified/%b5%d8%c7%f8/%c5%b7%d6%de/%b7%a8%b9%fa/ 商业与经济 法国]
- [http://www.countryguide.com/France/ 国家指南：法国]--有关法国旅游、度假或移民的相关站点列表
- 法国文化协会|法国法语联盟
  - [http://www.alliancefrancaise.org/ 主网页(英)]
  - [http://www.alliancefrancaise.org.cn/ 简体中文版(简中/法)]
  - [http://www.alliancefrancaise.com.hk/ 香港版(英/法)]
  - [http://alliancefrmacao.free.fr/ 澳門版(繁中/英/法)]
- 法国中文网站
  - [http://www.chfr.net/bss/ 法国华人生活社区]
  - [http://www.faguo-lvyou.cn/ 法国旅游网] als:Frankreich fiu-vro:Prantsusmaa ja:フランス ko:프랑스 ms:Perancis simple:France th:ประเทศฝรั่งเศส zh-min-nan:Hoat-kok

拉马克

拉马克（Jean-Baptiste Pierre Antoine de Monet, Chevalier de Lamarck ，1744年8月1日-1829年12月28日），法国人，1809年发表了《动物哲学》一书，系统地阐述了他的进化理论，即通常所称的拉马克学说。 拉马克 Category:法国生物学家 L L ja:ジャン＝バティスト・ラマルク

原子

原子，是化学元素最小组成单元，是组成分子和物质的基本单元，它具有该元素的化学性质。原子由带正电荷的原子核和在原子核的库仑场中运动的带负电的电子组成。核电荷数或原子序数Z，是组成原子核的质子数。原子是非常微小的粒子。假设原子是球体的话，典型原子的直径大约是10-8厘米， 质量大约是10-23克。 原子的概念最初是由英国化学家约翰·道尔顿提出的。1803年他发表“原子说”，提出所有物质都是由原子构成。

原子的构成

原子的中心是一個微小的由核子(質子和中子)組成的原子核，占据了整个原子的绝大部分质量。原子核中的質子和中子緊密地堆在一起，因此原子核的密度很大。質子和中子的質量大至相等，中子略高一些。質子帶正电荷，中子不带电荷，是电中性的。所以整个原子核是帶正电荷的。原子核即使和原子相比，还是非常細小的——比原子要小100,000倍。原子的大小主要是由最外電子层的大小所決定的。如有原子是一個足球場，那原子核就是場中央的一顆綠豆。所以原子几乎是空的，被电子佔据著。 电子是帶負電荷的。它們遠比質子和中子輕，質量只有質子的约1/1836。它們高速地圍著原子核運轉。电子圍繞原子核的軌道並不都一樣。它們在一些叫電子层的區域內圍著原子核轉，那些最接近原子核的在一层，遠一些的又在另外一层。每一层都有一個數字。最內层的是层1，外一层的是层2，如此類推。每一层都可以容納一个最高限量數的电子數目，层1可容納兩个，层2八个，层3十八个，层4三十二个，越往外层可容納的电子就越多。若设层数为n，则第n层可容纳电子数为2n2个。最外层电子不大于8个，最接近最外层的电子层不大于十八个，但也有特例。 在一顆电中性的原子中，質子和電子的數目是一样的。另一方面，中子的數目不一定等於質子的數目。帶电荷的原子叫離子。電子數目比質子小的原子帶正电荷，叫陽離子。相反的原子帶負電荷，叫陰離子。金属元素最外层电子一般小于四个，在反应中易失去电子，趋向达到稳定的结构，成为阳离子。非金属元素最外层电子一般多于四个，在化学反应中易得到电子，趋向达到稳定的结构，成为阴离子。 原子序決定了該原子是那个族或那類元素。例如，碳原子是那些有6顆質子的原子。所有相同原子序的原子在很多物理性質都是一樣的，所显示的化學反應都一樣。質子和中子數目的總和叫質量數。中子的數目對該原子的元素並沒有任何影响 —— 在同一元素中，有不同的成員，每个的原子序是一样的，但質量數都不同。這些成員叫同位素。元素的名字是用它的元素名稱緊隨著質量數來表示，如碳14(每个原子中含有6个質子和8个中子) 只有94种原子是天然存在的(其餘的都是在實驗室中人工制造的) 每种原子都有一个名稱，每个名稱都有一個縮寫。俄国化学家门捷列夫根据不同原子的化学性质将它们排列在一张表中，这就是元素周期表。为纪念门捷列夫，第101号元素被命名為钔。 首11种原子（或元素）依次為氫、氦、鋰、鈹、硼、碳、氮、氧、氟、氖 和 鉀。它們的簡寫是H、He、Li、Be、B、C、N、O、F、Ne、Na。

原子結構發展史

#前400年，希臘哲學家德謨克列特提出原子的概念。 #1803年，英国物理学家约翰·道尔顿提出原子說。 #1833年，英国物理学家法拉第提出法拉第電解定律，表明原子帶電，且電可能以不連續的粒子存在。 #1874年，司通內建議電解過程被交換的粒子叫做電子。 #1879年，克魯克斯從放電管(高電壓低氣壓的真空管)中發現陰極射線。 #1886年，哥德斯坦從放電管中發現陽極射線。 #1897年，英国物理学家汤姆生證實陰極射線即陰極材料上釋放出的高速電子流,並測量出電子的荷質比。e/m=1.7588×108 庫侖/克 #1909年，美国物理学家密立根的油滴實驗測出電子之帶電量,並強化了「電子是粒子」的概念。 #1911年，英国物理学家卢瑟福的α粒子散射實驗，發現原子有核，且原子核帶正電、質量極大、體積很小。其條利用(粒子(即氦核)來撞擊金箔，發現大部分(99.9％)粒子直穿金箔，其中少數成大角度偏折，甚至極少數被反向折回(十萬分之一)。 #1913年，莫士勒從 X 一射線光譜波長的關係,建立原子序概念。 #1913年，汤姆生之質譜儀測量質量數 , 並發現同位素。 #1919年，拉塞褔發現質子。其利用α粒子撞擊氮原子核與發現質子，接著又用α粒子撞擊棚 (B) 、氟 (F) 、鋁 (A1) 、磷 (P) 核等也都能產生質子,故推論「質子」為元素之原子核共有成分。 #1932年，英国物理学家查德威克利用α粒子撞擊鈹原子核，發現了中子。 #1935年，日本物理学家湯川秀樹建立了介子理論。

参阅


- 分子
- 元素
- 元素周期表
- 原子物理学 Category:化学 Category:原子物理学 ja:原子 ko:원자 ms:Atom simple:Atom th:อะตอม

分子 (化学)

:本條目是化学上，物质组成的一种基本单位名称。數學上，如果將分數看作除式，被除數也被稱作分子。 :在中文里，“分子”中分念去声，即四声时，表示具有某种性质的人，如恐怖分子。（“份子”中子念轻声，不表示人，如“凑份子”） ---- 图像:Atisane.jpg图像:atisane2.png
- 原子 分子，物质的单元，能够保持与原物质化学一致性的元素的最小粒子或原子的化学结合的最小粒子，由一定数量的一种或数种原子组成的微粒（物质的基本单位）。它能独立存在，并保持由它组成的这个物质的化学性质。 一個分子是由多個原子在共價鍵中透過共用電子連接一起而形成。它可以由相同化學元素的原子組成，如氧氣 O2，也可以是不同的元素，如水分子 H2O。抽象地，一个單一原子也可當作是一分子，但在實際使用時，“分子”指的通常是多個原子的化學化合物。 原子在某一元素的分子內的數目叫作該元素的原子數。 在氣体元素中，氫(H2)、氮(N2)、氧(O2)、氟(F2)和氯(Cl2)的原子數是2。稀有气体(如氬 Ar)是1。固体元素中，黃磷(P4)原子序是4，硫(S8)的是4。所以，氬(Ar)是單原子，氧氣(O2)是雙原子的，臭氧(O3)則是三原子的。 由分子組成的物質叫分子化合物。 大部分的分子太細小，無法用肉眼看見，但也有例外。一例子就是DNA- 高分子化合物的一种。 分子的一个特徵就是組成化合物的元素比例總是整數。例如，純水中氫和氧的比例總是2:1，乙醇中碳、氫、和氧總是以2:6:1的比例組合。但是單憑此比例無法決定分子的類別 —— 如甲醚與乙醇的比例是相同的。同樣的原子但排列不同的分子叫同分異構體。 化學公式在另一方面反映了組成某分子的原子的真實數量。分子式是由化學式計算得出的，並以等於一個C-12同位素的原子質量的1/12的conventional unit表示。 由量子力學的定律的演算，分子有固定的平衡几何狀態 ——鍵的長度和之間的角度。純物質都是由相同几何結構的分子組合而成的。分子的化學式和結構是決定它的特質，尤其是它的反應度的兩要素。同分異構體有同一化學公式但因不同結構的關係有不同的特質。 Category:化学 als:Molekül ja:分子 ko:분자 simple:Molecule th:โมเลกุล

分子生物学

分子生物学的含义分为广义和狭义两种。
- 广义的分子生物学泛指对生物大分子的研究，包括蛋白质、核酸和多糖。
- 狭义的分子生物学则仅指对核酸（包括DNA和RNA）的研究。现在比较常用的含义是狭义的分子生物学。 category:分子生物学 category:生物化學 ja:分子生物学 ko:분자생물학 ms:Biologi skala molekul th:อณูชีววิทยา

细胞

细胞并没有统一的定义，近年来比较普遍的提法是：细胞是生命活动的基本单位。已知除病毒之外的所有生物均由细胞所组成，但病毒生命活动也必须在细胞中才能体现。一般来说，细菌等绝大部分微生物以及原生动物由一个细胞组成，即单细胞生物；高等植物与高等动物则是多细胞生物。细胞可分为两类：原核细胞、真核细胞。但也有人提出应分为三类，即把原属于原核细胞的古核细胞独立出来作为与之并列的一类。研究细胞的学科称为细胞生物学。世界上现存最大的细胞为鸵鸟的卵细胞。

细胞的发现与细胞的研究历史

细胞（cell）是由英国科学家罗伯特·虎克（Robert Hooke，1635～1703）于1665年发现的。當時他用自製的光學顯微鏡觀察軟木塞的薄切片，放大後發現一格一格的小空間，就以英文的cell命名之，而這個英文單字的意義本身就有小房間一格一格的用法，所以並非另創的字彙。而這樣觀察到的細胞早已死亡，僅能看到殘存的植物細胞壁，雖然他並非真的看見一個生命的單位（因為無生命跡象）後世的科學家仍認為其功不可沒，一般而言還是將他當作發現細胞的第一人。而事實上真正首先發現活細胞的，還是荷蘭生物學家雷文．霍克（列文·虎克）。
- 1674年，雷文·霍克發現微生物，他也是歷史上可找到的第一個發現細菌的業餘科學家。
- 1809年，法國博物學家（博物學即二十世紀後期所稱的生物學、生命科學等的總稱）拉馬克（Jean-Baptiste de Lamarck，1744—1829）提出：「所有生物體都由細胞所組成，細胞裡面都含有些會流動的『液體』。」卻沒有具體的觀察證據支持這個說法。
- 1824年，法國植物學家杜托息(Henri Dutrochet,1776~1847)在論文中提出「細胞確實是生物體的基本構造」又因為植物細胞比動物細胞多了細胞壁，因此觀察技術還不成熟的時候比動物細胞更容易觀察，也因此這個說法先被植物學者接受。
- 19世紀中期，德國動物學家施旺(Theodor Schwann,1810~1882)進一步發現動物細胞裡有細胞核，核的周圍有液狀物質，在外圈還有一層膜，卻沒有細胞壁，他認為細胞的主要部分是細胞核而非外圈的細胞壁。同一時期，德國植物學家施莱登(Matthias Schleiden,1804~1881)以植物為材料，研究結果獲得與施旺相同的結論，他們都認為「動植物皆由細胞及細胞的衍生物所構成」，這就是細胞學說的基礎。
- 在德國施旺和施莱登之後的十年，科學家陸續發現新的證據，證明細胞都是從原來就存在的細胞分裂而來，而至21世紀初期的細胞學說大致上可以簡述為以下三點：細胞為一切生物的構造單位、細胞為一切生物的生理單位、細胞由原已生存的細胞分裂而來。

细胞的基本结构和功能

細胞是生物體的構造和生理的基本單位，卻不能因此認為所有的生物細胞都相同，即使在同一個個體內，也有因為分化而產生各式各樣外觀與功能不同的細胞，即使相同種類的細胞，也可能正在執行的生理工作也有差異，但是基本上彼此都有共同的基本構造

細胞壁

分類在細菌、真菌、植物的生物，其組成的細胞都具有細胞壁，而原生生物則有一部分的生物體具有此構造，但是動物沒有。細胞壁是由細胞質的分泌物構成，在電子顯微鏡的發明之後，有許多的研究因此可以讓人們知道，其成分與組成。而細胞壁可以保護細胞減少外界傷害、維持形狀，並且避免因為水分過多而脹破。
- 植物細胞壁主要成分是纖維素，經過有系統的編織形成網狀的外壁。可分為中膠層、初生細胞壁、次生細胞壁。中膠層是植物細胞剛分裂完成的子細胞之間，最先形成的間隔，主要成份是果膠質（一種多糖類），隨後在中膠層兩側形成初生細胞壁，初生細胞壁主要由果膠質、木質素和少量的蛋白質構成。次生細胞壁主要由纖維素組成的纖維排列而成，如同一條一條的線以接近直角的方式排列，再以木質素等多醣類黏接。
- 真菌細胞壁則是由幾丁質、纖維素等多糖類組成，其中幾丁質是含有氮的一類多糖
- 細菌細胞壁組成以肽聚糖為主。

細胞膜

細胞膜為細胞與環境之間以及胞器與細胞質之間的分界，能夠調節物質的進出，而膜上的蛋白質有許多種類，有的可以適時協助物質進出，有的能夠傳遞訊息，有的則負責防禦（免疫系統）的功能。更詳細的歷史、微觀構造請參考細胞膜。

細胞質

細胞膜就像一個塑膠袋一樣，裝著滿滿的液狀、膠體狀的細胞質，可粗略分為細胞液和胞器。細胞質含有維持生命現象所需要的基本物質，例如醣類、脂質、蛋白質、與蛋白質合成有關的核糖核酸，因此也是整個細胞運作的主要場所，透過細胞膜外接收的訊息、細胞內部的物質，共同調節基因的表現，影響生理活動。另外，細胞質內部也有多種網狀構造，稱為細胞骨架，可以協助維持細胞形狀，也能引導內部物質的移動，一些細胞骨架會於細胞分裂時，形成可以透過染色而觀察的紡錘絲，有一些骨架更能幫助細胞運動。

細胞核

具有雙層膜的胞器，主要攜帶遺傳物質，包括染色體（脱氧核糖核酸加上一些特殊的蛋白質）、核糖核酸等，核膜上有許多小孔稱做核孔，由數十種特殊的蛋白組成特別的構造，容許一些物質自由通過，但是分子量很大的核糖核酸、蛋白質就必須依賴這些蛋白輔助，以消耗能量的主動運輸，來往於細胞質跟細胞核之間。細胞分裂的期間可以看到細胞核中最顯著的構造——核仁，其組成為核糖體RNA，以及合成核糖體所需的蛋白質。有趣的是，有些細胞為了執行特別的工作而沒有細胞核：哺乳綱動物的紅血球，為了減少攜帶的氧氣，被紅血球本身消耗，而成熟後就沒有細胞核；植物則以篩管、導管、假導管為了運輸功能，成熟後沒有細胞核。

內質網

有一部分的細胞核核膜會向細胞質延伸，形成許多相通的小管與囊袋，構成迷宮狀的網路，稱為內質網，部分內質網上附著著核糖體，稱為粗糙內質網(粗面内质网)，其他的部分則稱為平滑內質網(滑面内质网)。而平滑內質網上有特殊的酶系統，負責合成脂質和膽固醇，也能夠氧化有毒物質以減低毒性，在肝臟協助可調節血糖，在肌肉細胞可儲存許多鈣離子協助肌肉收縮；粗糙內質網則和蛋白質的合成有密切關聯，附著在粗糙內質網的核糖體所製造的蛋白質，主要運送到膜上，或是分泌出細胞之外。

核糖體

負責合成蛋白質的胞器，由大、小兩個次單元組成，次單元之中有核糖體RNA和核糖體特有的蛋白質，在細胞質中，接受細胞核的遺傳訊息、細胞外的刺激訊息，以合成蛋白質，可分為游離核糖體與附著核糖體，前者所製造之蛋白質專用於細胞質內部（不含胞器內部），後者則先經過內質網腔修飾，以小囊泡運輸到高基氏體做進一步的分類與修飾，完成的蛋白質主要包裝在胞器之中、運到膜上、或是運出細胞之外。

高基氏體

高基氏體，又称“高尔基体”，是好幾個扁平的囊袋相疊而成，而且有固定的方向性，彼此之間並不相通。主樣負責蛋白質的修飾、分類與輸送，從粗糙內質網合成的蛋白質被包在小囊泡中首先送到高基氏體，在這裡一些酶會將蛋白質修飾，例如加上一段特別的糖類標記，而許多脂質、糖類也會在這裡合成並且修飾，隨後再利用小囊泡往外運輸。

溶體

溶體，又称“溶酶体”是單層膜的囊狀胞器，內部含有數十種從高基氏體送來的水解酶，這些酶（或是稱做酵素）在弱酸的環境之下（通常為PH值5.0）能有效分解生命所需的有机物質，許多透過細胞吞噬的物質，會先形成食泡，然後跟溶體融合並且進行消化。另外溶體也對老舊、損壞的胞器和細胞質進行分解，產生的小分子隨後可再次被細胞利用，一旦溶體破裂釋放出水解酶，細胞就會被分解，許多細胞凋亡的程序都與溶體有關，例如：蝌蚪變成青蛙尾巴的消失、人類胚胎手指的形成。

液胞（液泡）

這是另一種囊狀的單層膜胞器，在細胞中扮演不同角色，形狀可大可小。在原生動物，例如草履蟲，液胞扮演伸縮泡的功能，將過多的水分收集並排出體外；大多數植物細胞液胞在細胞成熟後，佔有大部分的細胞體積，可以儲存水分、存放色素，有些種類植物的液胞更能夠協助光合作用的進行，另外液胞也有一個很大的功能：協助細胞往大體積的方向演化同時，能夠使得細胞質的表面積變大，有利物質交換。

粒線體

粒線體，又称“线粒体”之所以如此稱呼，是因為在顯微鏡下有兩類主要的外觀，是一種雙層膜的胞器，外膜平滑，內膜則朝內部形成皺摺狀的構造稱為摺襞，目的是為了增加生理作用的表面積，摺襞之間充滿基質，其中有許多的代謝反應進行。整個粒線體主要協助細胞呼吸，並且產生細胞使用能量最直接的形式，三磷酸腺苷。特別的是粒線體有自己的遺傳分子，與細胞核的遺傳物質不同，只遺傳到這個胞器的子代胞器，而不是子代細胞，能夠讓粒線體自我分裂增殖，製造本身需要的一些蛋白質，但是仍有一些調節控制的過程受到細胞核的影響，更重要的是，粒線體基因只在母系遺傳，不遵守孟德爾遺傳律，有助於研究人類演化的研究。必須特別注意的是，粒「線」體不應該誤寫為粒「腺」體。

葉綠體

葉綠體也是雙層膜狀的胞器，跟粒線體類似的地方是，它也有自己的遺傳物質，能夠自己分裂增殖，自製本身所需的一蛋白質。主要的功能是吸收光能，轉變成化學能，並藉此將無機物（二氧化碳和水）合成為有機物（糖類），這個藉由光能產生營養物質的過程稱為光合作用，光表示光能，合表示合成。

细胞的增殖及调控

细胞周期亦称有丝分裂周期（mitosis cycle），细胞生长到一定程度，不是繁殖就是死亡。细胞分裂后产生的新细胞生长增大，随后又平均地分裂成两个和原来母细胞“一样”的子细胞，细胞这种生长与分裂的循环称细胞周期。 较为普遍的细胞分裂方式为有丝分裂和减数分裂，在生物的个体发生中，这两种分裂方式交替发生，以保证生物种族的延续

细胞分化与基因表达

细胞分化（cell differentiation）是个体发育过程中细胞之间产生稳定差异的过程。所以，细胞分化是指同源细胞通过分裂，发生形态、结构与功能特征稳定差异的过程。 细胞分化的实质是基因选择性表达的结果，在个体发育过程中基因按照一定程序相继活化的现象，称为基因的差次表达（differential expression）或顺序表达（Sequential expression） 。即在同一时间内不是所有的基因都具活性，而是有的有活性，有的无活性，有些细胞是这部分基因有活性，有些细胞则是另外一些基因有活性。 组织特异性基因和管家基因 一类是维持细胞最基本生命活动的基因，是所有一切细胞都需具备的，由此译制基本生命活动所必需的结构和功能蛋白。这类基因称“House-keeping gene”，译为“管家基因”，它们与细胞分化关系不大。如编码与细胞分裂、能量代谢、细胞基本建成有关的蛋白质的基因属此类。另一类是译制特异蛋白质的基因，与细胞的基本生存无直接关系，但与细胞分化关系密切，被称为“Luxury gene”，译为奢侈基因。 组合调控引发组织特异性基因的表达 弄清了细胞分化的实质，研究者们便把注意力集中到基因选择表达的控制机理方面。除细胞核与细胞质的相互作用对细胞分化的影响外，包括环境在内的诸多因素均对细胞分化有重要的影响。

细胞衰老与凋亡

细胞衰老的研究只是整个衰老生物学（老年学，人类学）研究中的一部分。所谓衰老生物学（biology of senescence）（或称老年学，gerontology）是研究生物衰老的现象、过程和规律。其任务是要揭示生物（人类）衰老的特征，探索发生衰老的原因和机理，寻找推迟衰老的方法，根本目的在于延长生物（人类）的寿命。 多细胞有机体细胞，依寿命长短不同可划分为两类，即干细胞和功能细胞。干细胞在整个一生都保持分裂能力，直到达到最高分裂次数便衰老死亡。如表皮生发层细胞，生血干细胞等。 细胞死亡是细胞衰老的结果，是细胞生命现象的终止。包括急性死亡（细胞坏死）和程序化死亡（细胞凋亡）。细胞死亡最显著的现象，是原生质的凝固。事实上细胞死亡是一个渐进过程，要决定一个细胞何时已死亡是较因难的。除非用固定液等人为因素瞬间使其死亡。那么，怎样鉴定一个细胞是否死亡了呢？通常采用活体染色法来鉴定。如用中性红染色时，生活细胞只有液泡系染成红色，如果染料扩散，细胞质和细胞核都染成红色，则标志这个细胞已死亡。 细胞凋亡(apoptosis)是一个主动的由基因决定的自动结束生命的过程，所以也常常被称为程序化细胞死亡（programmed cell death,PCD）。凋亡细胞将被吞噬细胞吞噬。这一假说是基于Hayflick界限提出的：1961年Hayflick根据人胚胎细胞的传代培养实验提出。指细胞在发育的一定阶段出现正常的自然死亡，它与细胞的病理死亡有根本的区别。细胞凋亡对于多细胞生物个体发育的正常进行，自稳平衡的保持以及抵御外界各种因素的干扰方面都起着非常关键的作用。例如：蝌蚪尾的消失，骨髓和肠的细胞凋亡，脊椎动物的神经系统的发育，发育过程中手和足的成形过程。 Category:细胞生物学 Category:细胞学 ja:細胞 ko:세포 ms:Sel simple:Cell th:เซลล์ (ชีววิทยา)

细胞生物学

细胞生物学（Cell Biology）是研究细胞的形态结构、功能、发育及生活史的学科。由细胞学（Cytology）发展而来。它与分子生物学，神经生物学和生态学并列为生命科学的四大基础学科。 Category:细胞生物学

病毒学

:请参看其它的解释：计算机病毒 病毒是一种可以在其它生物体间传播并感染生物体的微小生物（其实因为病毒本身不能进行新陈代谢，所以某种程度上还不能说病毒是生物）。有时使用“病毒”描述那些在真核生物中传播和感染的生物；使用“噬菌体”或“吞噬体”来描述那些在原核生物间传播的生物。病毒的起源不是很清楚。现在最流行的解释是它们来源于其它寄主有机体，起源于例如质粒或转座子的。也有人认为它们是简化了的微生物或分别起源于原始海洋的有机生物汤。不同的病毒可能起源于不同的机制。

病毒構造

转座子 病毒具有由蛋白质组成的具有保护功能的衣壳和被衣壳包被的核酸（DNA或RNA）组成，形成衣殼的單位稱作次蛋白衣或殼粒(Capsomere)，為六角形或五角形。衣壳和核酸合称为核衣壳。有些病毒的核衣壳外面，还有一层由蛋白质、多糖和脂类构成的膜叫做外套膜，外套膜上生有刺突，如流感病毒。

病毒的分類

由於病毒並不像其他生物能藉由交配產生後代，因此在種別的定義上與一般生物有所不同。病毒的分類是由國際病毒分類委員會(International Committee on Taxonomy of Viruses, 簡稱ICTV)開會討論而得。分類的主要依據是病毒顆粒的特性、抗原特性與生物特性。

病毒核酸的分类


- 第一类是双螺旋脱氧核糖核酸(DNA)。
- 第二类是单链脱氧核糖核酸。
- 第三类是双螺旋核糖核酸。
- 第四类是具有象mRNA（信使RNA）行为的单链核糖核酸。
- 第五类是作为mRNA模板的单链核糖核酸。
- 第六类是单链核糖核酸(RNA)以及一个脱氧核糖核酸作为媒介。（逆转录病毒）
- 第七类是有一个核糖核酸作为复制媒介的双螺旋脱氧核糖核酸。

感染機制

衣壳使得感染过程可以通过不同的机制实现。感染的结果是寄主细胞的复制过程被中断来产生更多的病毒体，从而完成病毒的生命周期。病毒在某种程度上是介于生物和非生物之间的，它们能够繁殖和遗传，但却必须依靠寄主细胞和其中的复杂的酶。在某种程度上可以把它们算为普通的分子片段。然而，它们仍是生物，而且是明显的寄生生物，它们不能离开它们的寄主独立繁殖。就像很多寄生虫那样它们也有特定的寄主范围。有时是一个，有时是多个。

病毒與人類

由病毒引起的疾病包括由很多不同种类但相关的病毒引起的流感、天花、由人体免疫缺陷病毒（HIV）病毒引起的艾滋病（获得性免疫功能缺陷综合症，AIDS）。最近发现宫颈癌和乳头状瘤病毒有很大关系，一个重要的证据显示了人类癌症和病毒的关系。 因为它们使用了寄主的活动机制，因此病毒很难杀灭。现在最有效的预防病毒的方法是接种疫苗。病人通常要求使用对病毒没有什么作用的抗生素，这使得细菌产生越来越强的抵抗力。因此在对病人进行治疗前应该等待检验结果以确定病人的疾病是由病毒引起的还是由细菌引起的。

其他

其它具有传染性的比病毒结构还简单的微粒包括：类病毒，拟病毒和朊病毒。 請參看：生物病毒列表 Category:病毒学 als:Virus (Medizin) ja:ウイルス ko:바이러스 ms:Virus simple:Virus

生理学

生理学是研究生物物理和生物化学功能的一门科学。 生理学一般被分为植物生理学和动物生理学，但生理学的基本原理是对地球上所有的生物来说一致的。比如许多研究酵母的细胞的生理学结果也可以运用在人的细胞中。 动物生理学包括人类生理学和其他动物的生理学，植物生理学也从这个分支的许多成果获益。 从生理学中分出来的新的学科有生物化学、生物物理学和生物力学。医药学从生理学的成果也收益很大。 Category:生理学 ja:生理学 simple:Physiology th:สรีรวิทยา

发育生物学

發育生物學或胚胎學(embryology)是有機體生長和發育過程的的研究。發育生物學研究基因在細胞生長，分化和形態發生(morphogenesis)調控，這些過程使生物體型成組織和器官。胚胎學(Embryology) 有時被比較明確地規範到有機體單一細胞階段，到獨立個體之間的研究。直到20世紀，胚胎學是一個比較偏重述敘的科學。時至今日，胚胎學或發育生物學處理討論一個生物體，如何形成個體正確及完整形態的各個步驟。进入21世纪70年代以后，发育生物学的研究主要着重于分子和细胞生物学水平上的胚胎学。 演化發育生物學(evolutionary developmental biology)的相關領域主要在90年代形成，這是由分子發育生物學(molecular developmental biology)和演化生物學而來，研究不同物種間發育過程的差異性。經常被使用在發育生物學上的動物模式，有線蟲 (Caenorhabditis elegans)、果蠅 (Drosophila melanogaster)、斑馬魚　(Danio rerio) 、小鼠 (Mus musculus)和擬南芥 (Arabidopsis thaliana) 。發育生物學的研究結果，可幫助瞭解染色體異常(chromosomal aberration)引起的發育不全，例如：唐式症。

發育的分子機制

在20世紀中，許多與胚胎發育有關的分子都被定義出來。轉錄因子 (transcription factors)是細胞中基因表現的關鍵調控者。在不同的細胞中，如上皮細胞、肌肉細胞、神經細胞等，因為轉錄調控而有不同的蛋白質表現。轉錄因子受到細胞核外，訊息傳遞路徑(signaling transduction pathway)的影響。訊息傳遞路徑通常包括了受體 (receptor)和它的配體 (ligand)，並有其他酵素，如蛋白激酶(protein kinases)介入。

模式生物

利用不同的模式生物來進行實驗，對於結果會有不同的差異是眾所周知的事，因此，要如何選擇適當的生物，來進行生物體內研究，也是生物學和生物醫學一個重要方向。利用模式生物來發現、確認，可以對於疾病的治療、防治達到更佳的效果，進而發展更新的藥物。 模式生物的選擇上，要考慮到生物的多胎性、生命週期長短、生物體型或胚胎大小是否利於觀察、品種特異性、能供大部分研究者使用、能運輸至國外、能精確控制疾病或病變的再現性。 動物模式可應用於癌症、糖尿病、高血壓或其他疾病研究，近年的動物模式也應用於致癌原或環境毒物對人類的影響。 脊椎動物 爪蟾 (Xenopus laevis) 斑馬魚Zebrafish(Danio rerio) 雞chick (Gallus domesticus) 小鼠/大鼠 mouse(Mus musculus); rat (Rattus norvegicus) 猴子 無脊椎動物 海膽 線蟲　(Caenorhabditis elegans) 果蠅　fruit fly (Drosophila melanogaster) 植物 --　(Arabidopsis thaliana) 玉米 (Zea mays) 金魚草　Snapdragon (Antirrhinum)

外部連結


- [http://www.ncbi.nlm.nih.gov:80/books/bv.fcgi?call=bv.View..ShowTOC&rid=dbio.TOC&depth=2 Developmental Biology] by Scott Gilbert. (online textbook) category:生物學 ja:発生生物学. simple:Developmental biology

生态学

生态学这个词最早是由德国生物学家恩斯特·海克尔于1869年定义的概念：生态学是研究生物有机体与其周围环境（包括非生物环境和生物环境）相互关系的科学。英语ecology是由希腊语词汇Οικοθ（居住在同一家庭中的人）和Λογοθ（学科）组成的，意思是“研究居住在同一自然环境中的动物的学科”，目前已经发展为“研究生物与其环境之间的相互关系的科学”，环境包括生物环境和非生物环境，生物环境是指生物物种之间和物种内部各个体之间的关系，非生物环境包括自然环境：土壤、岩石、水、空气、温度、湿度等。 在1935年英国的Tansley提出了生态系统的概念之后，美国的年轻学者Lindeman在对Mondota湖生态系统详细考察之后提出了生态金字塔能量转换的“十分之一定律”。由此，生态学成为一门有自己的研究对象、任务和方法的比较完整和独立的学科。近年来，生态学已经创立了自己独立研究的理论主体，即从生物个体与环境直接影响的小环境到生态系统不同层级的有机体与环境关系的理论。它们的研究方法经过描述——实验——物质定量三个过程。系统论、控制论、信息论的概念和方法的引入，促进了生态学理论的发展。如今，由于与人类生存与发展的紧密相关而产生了多个生态学的研究热点，如生物多样性的研究、全球气候变化的研究、受损生态系统的恢复与重建研究、可持续发展研究等。 生态学是生物学的一个分支，生物学的研究对象向微观和宏观两个方面发展，微观方面向分子生物学方向发展，生态学是向研究宏观方向发展的分支，是以生物个体、种群、群落、生态系统直到整个生物圈作为它的研究对象。生态学也是一个综合性的学科，需要利用地质学、地理学、气象学、土壤学、化学、物理学等各方面的研究方法和知识，是将生物群落和其生活的环境作为一个互相之间不断地进行物质循环和能量流动的整体来进行研究。

生态学分支

生态学也有自己的分支，依照研究对象分为：
- 个体生态学 - 研究一个生物个体或一种生物多个个体与环境之间的关系；
- 种群生态学 - 研究一种或亲缘关系较近的几种生物种群与环境之间的关系；
- 群落生态学 - 研究生活在同一环境中的所有生物与环境之间的关系；
- 生态系统生态学 - 研究生物与环境之间通过能流和物质交换相互作用机理；等

生物圈

从生态学角度来看，地球表面从地下11千米到地上15千米高度是由岩石圈、水圈和大气圈组成的，在三个圈交汇处存在着生物圈，绝大部分生物是生活在地下100米到地上100米之间。 生物最早是从水圈产生的，逐渐向深水发展，由于大气中氧气含量增加，在大气圈最外层因为宇宙射线的作用，氧分子重组形成臭氧层，臭氧层可以阻止危害生命的紫外线进入大气层，使得生物可以脱离水圈向陆地发展。陆地环境不同区域差异较大，为了适应环境，生物发展出许多不同种类。 能量在不同的圈内流动，绿色植物吸收太阳光能，转换成化学能贮存，动物取食植物吸收植物的能量，太阳能决大部分被大气圈、水圈和岩石圈吸收，增加温度，造成风、潮汐和岩石的风化裂解。地球本身的能量表现在火山爆发、地震中，也不断地影响其他各圈。能量的主要来源是太阳，在地球中不断地被消耗。 物质则可以各圈内循环，而没有多大的消耗，以二氧化碳形式存在的碳被植物吸收，经植物和动物的呼吸作用排出，被动植物固定在体内的水、钙和其他微量元素，一旦死亡会重新分解回到其他自然圈，有可能积累形成化石矿物。如植物遗骸形成煤、动物遗骸形成石油、硫细菌遗骸形成硫磺矿等。

生态系统

在自然界一定范围或区域内，生活的一群互相依存的生物，包括动物、植物、微生物等，和当地的自然环境一起组成一个生态系统。一个生态系统内，物质和能量的流动达到一个动态平衡。生态系统大小不一，多种多样，小到一滴湖水、一个独立的小水塘、热带雨林中一棵大树；大到一片森林、一座山脉、一片沙漠都可以是一个生态系统 一个生态系统具有自己的结构，可以维持能量流动和物质循环，地球上无数个生态系统的能量流动和物质循环，汇合成整个生态圈的总能量流动和物质循环，一个生态系统内各个物种的数量比例、能量和物质的输入与输出，都处于相对稳定的状态，如果环境因素变化，生态系统有自我调节恢复稳定状态的功能，如果环境因素缓慢的变化，原有的生物种类会逐渐让位给新生的，更适应新的环境条件的物种，这叫做生态演替。但如果环境变化太快，生物来不及演化以适应新的环境，则造成生态平衡的破坏。 生态系统之间并不是完全互相隔绝的，有的物种游动在不同的生态系统之间，每个生态系统和外界也有少量的物质能量交换。人类会创造人工生态系统，如农田的单一物种，城市的生态系统，都是人工创造的，人工生态系统一离开人类的维护，就会破坏，恢复到自然状态。

食物链

一切生物都是通过从外界摄取能量和物质以维持生命的，生态系统中的能量和物质流动正是通过各种曾物摄取事物的方式形成的，而这种将各种生物联系到一起的能量和物质流动的链条则叫做食物链。食物链这个词是 英国动物学家埃尔顿（C.S.Eiton）于1927年首次提出的，据他自己说是受到中国俗语“大鱼吃小鱼，小鱼吃虾米”的启发。食物链包括几种类型：捕食性、寄生性、腐生性、碎食性等，如果一种有毒物质被食物链的低级部分吸收，如被草吸收，虽然浓度很低，不影响草的生长，但兔子吃草后有毒物质很难排泄，当它经常吃草，有毒物质会逐渐在它体内积累，鹰吃大量的兔子，有毒物质会在鹰体内进一步积累。因此食物链有累积和放大的效应。美国国鸟白头海雕之所以面临灭绝，并不是被人捕杀，而是因为DDT逐步在它体内积累，导致生下的蛋是软壳，无法孵化。一个物种灭绝，就会破坏生态系统的平衡，导致其物种数量的变化，因此食物链对环境有非常重要的影响。 实际在自然界中，每种动物并不是只吃一种食物，因此形成一个复杂的食物链网。

生物多样性

一个生态系统内，组成的成分越多样，能量和物质流动的途径越复杂，食物链网的组成越错综，生态系统自动调节恢复稳定状态的能力越强；成分越单调、结构越简单，应对环境变化的能力越低。因此生物多样化也是衡量一个区域环境状况的指标。

生态系统的生产量

生态系统中包括有不同的营养级生产者，主要有：
- 生产者 - 从阳光中摄取能量的绿色植物，是第一性生产者；
- 消费者 - 取食植物和其他动物的生物；
- 分解者 - 分解动植物尸体的微生物，还原为矿物质和水，和消费者一同算做第二性生产者。 从阳光的能量中转换多少生物量为系统的生产量，主要指第一性生产者的有机物总量，不同自然条件的生产量不同，沙漠和海洋生态系统的生产量最低，每昼夜只有不到0.1-0.3克/平方米，热带雨林则可以达到每昼夜10-20克/平方米。生产量大的生态系统则可以维持更多的生物存在，起自我调节能力也更强；生产量少的生态系统自我调节能力极低，生态系统则非常脆弱，经不起条件的变化和外界的破坏。 自我调节

生态危机

在自然条件下，由于环境的变化，会出现生态系统的演替。但如果变化过快，也会出现大量物种灭绝的危机，如恐龙在不到一万年的时间内全部灭绝；火山爆发造成当地生态系统的灭绝，都是生态危机。但最常见的是由于人类活动造成的局部地区的生态系统严重破坏，多处生态系统的破坏导致整个生态圈的结构和功能紊乱，最终会威胁人类本身的生存和发展。 生态危机的潜伏期不易被人们发现，一旦形成则很难再恢复，需要付出多年的努力和几十倍到几百倍的代价才能消除危机的影响。由于滥恳滥牧，在美国、苏联、中国都出现过“黑风暴”现象，水土流失、沙漠扩大、水源枯竭、气候异常、森林消失等生态危机都是由于人类不适当的活动造成的。生态危机造成的物种灭绝则永远也无法恢复，目前人类造成的生态危机还包括全球变暖、酸雨、臭氧层破坏，已经造成全球性的生态危机，全球生态危机已经威胁到90%以上的生物物种。 Category:生态学 als:Ökologie ja:生態学 ko:생태학 ms:Ekologi simple:Ecology th:นิเวศวิทยา

演化生物學

进化生物学是生物学最基本的理论之一，由查尔斯·达尔文提出的进化论。他第一次提出自然选择是进化的一个机制。研究一个物种的进化历史以及他与其它物种间的关系的学科叫做系統分類學（phylogeny）。研究生物进化史的方法很多，例如现在使用分析生物高聚物例如DNA序列和蛋白质序列的方法，以及在通过与古生物学化石的比较进行研究。生物学家通过很多方法来分析生物进化的关系，包括利用分子生物学建立亲缘关系树，利用动植物种类史、表现型分类法和遗传分类学等等。就目前生物学家所了解的生物进化的主要事件，已经总结成生物进化时间表。 参看：进化论 category:进化生物学 ko:진화생물학

基因

早期关于遗传物质的臆测

关于遗传物质基础，科学家早就有所臆测。1864年英国哲学家斯宾塞曾提出“生理单位”，1868年达尔文将其称为“微芽”，1884年瑞士植物学家冯内格列称之为“异胞质”，1889年荷兰学者德弗里斯称为“泛生子”。1883年德国魏斯曼称之为“种质”，并指明生殖细胞中的染色体便是种质，认为种质是遗传的，体质不遗传，种质影响体质，而体质不影响种质。这在理论上为重新发现和广为人们接受的孟德尔遗传规律铺平了道路。

“基因”概念的提出

遗传学的奠基人奥地利人孟德尔（Gregor Johann Mendel 1822～1884），在布尔诺(Brno, 德Brünn，现属捷克)的奥古斯丁教派修道院的菜园里，挥洒了8年的汗水，于1865年2月在奥地利自然科学学会会议上报告了自己植物杂交研究结果，第二年在奥地利自然科学学会年刊上发表了著名的《植物杂交试验》的论文，发现了遗传学的两个基本规律——分离律和自由组合规律。文中指出，生物每一个性状都是通过遗传因子来传递的，遗传因子是一些独立的遗传单位。这样把可观察的遗传性状和控制它的内在的遗传因子区分开来了，遗传因子作为基因的雏形名词诞生了。基因的存在最早是由他在19世纪推断出来的，并不是观察的结果。在达尔文发表进化论后不久，他试图通过对豌豆进行试验来对此解释该理论。但是直到19世纪末他的研究才被人们所重视。虽然孟德尔还不知道这种物质是以怎样的方式存在，也不知道它的结构是怎样的，但孟德尔“遗传因子”的提出毕竟为现代基因概念的产生奠定了基础。 可以说，遗传因子实际上是孟德尔根据其实验结果所虚拟假想的某种东西，从那时起遗传学家踏上了寻找基因实体的艰难历程。1903年萨顿（W.S. Sutton 1877～1916）和鲍维里（T.Boveri 1862～1915）两人注意到在杂交试验中遗传因子的行为与减数分裂和受精中染色体的行为非常吻合，他们作出“遗传因子位于染色体上”的“萨顿—鲍维里假想”：他们根据各自的研究，认为孟德尔的“遗传因子”与配子形成和受精过程中的染色体传递行为具有平行性，并提出了遗传的染色体学说，认为孟德尔的遗传因子位于染色体上，即承认染色体是遗传物质的载体，第一次把遗传物质和染色体联系起来。这种假想可以很好地解释孟德尔的两大规律，在以后的科学实验中也得到了证实。1909年丹麦遗传学家约翰逊（W.Johansen 1859～1927）在《精密遗传学原理》一书中提出“基因”概念，以此来替代孟德尔假定的“遗传因子”。从此，“基因”一词一直伴随着遗传学发展至今。基因一词来自希腊语，意思为“生”。约翰逊还提出了“基因型”与“表现型”这两个含义不同的术语，初步阐明了基因与性状的关系。不过此时的基因仍然是一个未经证实的，仅靠逻辑推理得出的概念。

基因结构和功能的探索

自1900年孟德尔定律重新发现后，“基因怎样控制性状”的问题引起了许多遗传学家的浓厚兴趣。经过他们孜孜以求的努力，又出现了一批重要成果。 美国实验胚胎学家、遗传学家摩尔根（Thoman Hunt Morgan 1866～1945）和他的学生们于1908年前后开始利用果蝇作了大量的潜心研究。他在1910年通过果蝇眼色突变性状的遗传实验发现了伴性遗传现象，第一次揭示出一种或多种遗传特性与某一特定染色体的明确联系；他和他的同事们进一步通过大量的果蝇杂交实验又发现了遗传学的第三个基本规律——连锁互换规律，从而继承和发展了孟德尔的遗传学说。他们为遗传染色体学说最终提供了更充分、直接、可靠的证据，并认为染色体是盂德尔式遗传性状传递机理的物质基础。1926年他的巨著《基因论》出版，从而建立了著名的基因学说，他还绘制了著名的果蝇基因位置图，首次完成了当时最新的基因概念的描述，即基因以直线形式排列，它决定着一个特定的性状，而且能发生突变并随着染色体同源节段的互换而交换，它不仅是决定性状的功能单位，而且是一个突变单位和交换单位。 摩尔根等人还认为，基因是遗传的功能单位，它能产生特定的表型效应；基因又是一个独立的结构单位。在同源染色体之间可以发生基因的互换，但交换只能发生在基因之间而不是发生在基因之内；基因可以发生突变，由一个等位形式变为另一等位形式，因而基因又是突变单位。这就是20世纪40年代以前流行的所谓“功能、交换、突变”三位一体的基因概念。这种认识把基因与染色体联系起来，说明了基因的物质性，基因存在的场所及排列方式，基因从此就不再是一个抽象的概念了。当然这时人们仍然不了解基因的化学本质以及基因是如何控制生物性状的。 从20世纪40年代起，人们开始注意基因与性状的关系，即开始研究基因如何控制性状的问题，1941年，比得尔和塔特姆以红色链抱霉为材料进行生化遗传研究。他们通过诱变获得了多种氨基酸和维生素的大量营养缺陷突变体。这些突变基因不能产生某种酶，或只产生有缺陷的酶。例如，有一个突变体不能合成色氨酸是由于它不能产生色氨酸合成酶。于是，研究者提出了“一个基因一种酶”的假说，认为基因对性状的控制是通过基因控制酶的合成来实现的。这一假说在20世纪50年代得到充分验证，后来发现有些蛋白质不只由一种肽链组成，如血红蛋白和胰岛素，不同肽链由不同基因编码，因而1941年比德尔（G.W. Beadle 1903～）和塔特姆（E.L. Tatum 1909～1975）提出一个基因一个酶学说，证明基因通过它所控制的酶决定着代谢中生化反应步骤，进而决定生物性状。又提出了“一个基因一条多肽链”的假设。“一个基因一种酶”和“一个基因一条多肽链”理论的提出，大大促进了分子遗传学的发展，人们急切期望能搞清楚基因的化学结构。1949年鲍林（L.C.Pauling　1901～）与合作者在研究镰刀型细胞贫血症时推论基因决定着多肽链的氨基酸顺序，这样20世纪40年代末至20世纪50年代初，基因是通过控制合成特定蛋白质以控制代谢决定性状原理变得清晰起来。 虽然DNA在细胞核中很早就被发现，但证明其为遗传物质的决定性实验是1944年艾弗里（O.T. Avery 1877～1955）的肺炎双球菌的转化实验。他和麦卡蒂（M.McCarty 1911～）等人发表了关于“转化因子”的重要论文，首次用实验明确证实：DNA是遗传信息的载体。1952年赫尔希（A.D. Hershey）和蔡斯（M.M. Chase 1927～）进一步证明遗传物质是DNA而不是蛋白质。 这一实验不仅证明了DNA是遗传物质，揭示了遗传物质的化学本质，也大大推动了对核酸的研究。1953年，美国分子生物学家沃森（J.D. Watson）和英国物理学家克里克（F.H.C. Crick）根据威尔金斯(M. Wilkins)和富兰克林( Rosalind Franklin 1920-1958！)所进行的X射线衍射分析，提出了著名的DNA双螺旋结构模型，进一步说明基因成分就是DNA，它控制着蛋白质合成。进一步的研究证明，基因就是DNA分子的一个区段。每个基因由成百上千个脱氧核苷酸组成，一个DNA分子可以包含几个乃至几千个基因。基因的化学本质和分子结构的确定具有划时代的意义，它为基因的复制、转录、表达和调控等方面的研究奠定了基础，开创了分子遗传学的新纪元。 基因本质的确定为分子遗传学发展拉开了序幕。1955年，美国分子生物学家本泽（Benzer）对大肠杆菌T4噬菌体作了深入研究，揭示了基因内部的精细结构，提出了基因的顺反子（Cistron）概念。 本泽把通过顺反实验而发现的遗传的功能单位称为顺反子，1个顺反子决定一条多肽链，顺反子即是基因。1个顺反子内存在着很多突变位点——突变子，突变子就是改变后可以产生突变型表型的最小单位。1个顺反子内部存在着很多重组子。重组子就是不能由重组分开的基本单位。理论上每一核苷酸对的改变，就可导致一个突变的产生，每两个核苷酸对之间都可发生交换。这样看来，一个基因有多少核苷酸对就有多少突变子，就有多少重组子，突变子就等于重组子。这个学说打破了过去关于基因是突变、重组、决定遗传性状的“三位一体”概念及基因是最小的不可分割的遗传单位的观点，从而认为基因为DNA分子上一段核苷酸顺序，负责着遗传信息传递，一个基因内部仍可划分若干个起作用的小单位，即可区分成顺反子、突变子和重组子。一个作用子通常决定一种多肽链合成，一个基因包含一个或几个作用子。突变子指基因内突变的最小单位，而重组子为最小的重组合单位，只包含一对核苷酸。所有这些均是基因概念的伟大突破。 　 关于基因的本质确定后，人们又把研究视线转移到基因传递遗传信息的过程上。在20世纪50年代初人们已懂得基因与蛋白质间似乎存在着相应的联系，但基因中信息怎样传递到蛋白质上这一基因功能的关键课题在20世纪60年代至20世纪70年代才得以解决。从1961年开始，尼伦伯格（M.W. Nirenberg）和科拉纳（H.G. Khorana）等人逐步搞清了基因以核苷酸三联体为一组编码氨基酸，并在1967年破译了全部64个遗传密码，这样把核酸密码和蛋白质合成联系起来。然后，沃森和克里克等人提出的“中心法则”更加明确地揭示了生命活动的基本过程。1970年特明（H.M. Temin）以在劳斯肉瘤病毒内发现逆转录酶这一成就进一步发展和完善了“中心法则”，至此，遗传信息传递的过程已较清晰地展示在人们的眼前。过去人们对基因的功能理解是单一的即作为蛋白质合成的模板。但是1961年法国雅各布（F. Jacob）和莫诺（J.L. Monod）的研究成果，又大大扩大了人们关于基因功能的视野。他们在研究大肠杆菌乳糖代谢的调节机制中发现了有些基因不起合成蛋白质模板作用，只起调节或操纵作用，提出了操纵子学说。从此根据基因功能把基因分为结构基因、调节基因和操纵基因。 结构基因和调控基因 根据操纵子学说，并不是所有的基因都能为肽链进行编码。于是便把能为多肽链编码的基因称为结构基因，包括编码结构蛋白和酶蛋白的基因，也包括编码阻遏蛋白或激活蛋白的调节基因。有些基因只能转录而不能翻译，如tRNA基因和rRNA基因。还有些DNA区段，其本身并不进行转录，但对其邻近的结构基因的转录起控制作用，被称为启动基因和操纵基因。启动基因、操纵基因与其控制下的一系列结构基因组成一个功能单位叫做操纵子（operon）。就其功能而言，调节基因、操纵基因和启动基因都属于调控基因。这些基因的发现，大大拓宽了人们对基因功能及相互关系的认识。 断裂基因 20世纪70年代中期，法国生物化学家查姆帮（Chamobon）和波盖特（berget）在研究鸡卵清蛋白基因的表达中发现，细胞内的结构基因并非全部由编码序列组成，而是在编码序列中间插入无编码作用的碱基序列，这类基因被称为间隔或断裂基因。这一发现于1977年被英国的查弗里斯和荷兰的弗兰威尔在研究兔β-球蛋白结构时所证实。1928年，生化学家吉尔伯特（Gilbert）提出基因是一个转录单位的设想，他认为基因是一个嵌合体，包含两个区段：一个区段由遗传密码组成，将被表达，称为“外显子”；一个区段由非遗传密码组成，将在mRNA中被删除，称为“内含子”。近年来的研究发现，原核生物的基因一般是连续的，在一个基因的内部没有非遗传密码的序列（即不含“内含子”），而真核生物的绝大多数基因都是不连续的断裂基因。断裂基因的表达程序是：整个基因先转录成一条长RNA前体，其中的非编码序列被一种称为“剪接”的酶切除，两端再相互连接成一条连续的密码顺序，以形成成熟的mRNA。DNA分子断裂基因的存在为基因功能的发展赋予了更大的潜力。 重叠基因 长期以来，人们一直认为在同一段DNA序列内是不可能存在重叠的读码结构的。但是，1977年，维纳（Weiner）在研究Q0病毒的基因结构时，首先发现了基因的重叠现象。1978年，费尔（Feir）和桑戈尔（Sangor）在研究分析φX174噬菌体的核苷酸序列时，也发现由5375个核苷酸组成的单链DNA所包含的10个基因中有几个基因具有不同程度的重叠，但是这些重叠的基因具有不同的读码框架。以后在噬菌体G4、MS2和SV40中都发现了重叠基因。基因的重叠性使有限的DNA序列包含了更多的遗传信息，是生物对它的遗传物质经济而合理的利用。 假基因 1977年，G·Jacp在对非洲爪赡5SrRNA基因簇的研究后提出了假基因的概念，这是一种核苷酸序列同其相应的正常功能基因基本相同，但却不能合成出功能蛋白质的失活基因。假基因的发现是真核生物应用重组DNA技术和序列分析的结果。现已在大多数真核生物中发现了假基因，如Hb的假基因、干扰素、组蛋白、α球蛋白和β球蛋白、肌动蛋白及人的rRNA和tRNA基因均含有假基因。由于假基因不工作或无效工作，故有人认为假基因，相当人的痕迹器官，或作为后补基因。 移动基因 1950年，美国遗传学家麦克林托卡在玉米染色体组中首先发现移动基因。她发现玉米染色体上有一种称为Ds的控制基因会改变位置，同时引起染色体断裂，使其离开或插入部位邻近的基因失活或恢复恬性，从而导致玉米籽粒性状改变。这一研究当时并没有引起重视。20世纪60年代未，英国生物化学家夏皮罗和前西德生物化学家西特尔分别在细菌中发现一类称为插入顺序的可移动位置的遗传因子，20世纪70年代早期又发现细菌质粒的某些抗药性可移动的基因，到20世纪80年代已发现这类基因至少有20种。20世纪90年代之前，科学家终于用实验证明了麦克林托卡的观点，移动基因不仅能在个体的染色体组内移动，并能在个体间甚至种间移动。现已了解到真核细胞中普遍存在移动基因。基因移动性的发现不仅打破了遗传的DNA恒定论，而且对于认识肿瘤基因的形成和表达，以及生物演化中信息量的扩大等研究工作也将提供新的启示和线索。

基因概念的进一步发展

70年代后，基因的概念随着多学科渗透和实验手段日新月异又有突飞猛进的发展，主要有以下几个方面：
1、基因具重叠性。1977年桑格（F. Sanger）领导的研究小组，根据大量研究事实绘制了共含有5375个核苷酸的ΦX174噬菌体DNA碱基顺序图，第一次揭示了遗传的一种经济而巧妙的编排——B和E基因核苷酸顺序分别与A和D基因的核苷酸顺序的一部分互相重叠。当然它们各有一套读码结构，且基因末端密码也有重叠现象（A基因终止密码子TGA和C基因起始密码子ATG重叠2个核苷酸；D基因的终止密码子TAA与J基因起始密码子ATG互相重叠1个核苷酸，顺序为TAATG）
2、内含子和外显子。人们在研究小鸡卵清蛋白基因时发现其转录形成的mRNA只有该基因长度的1/4，其原因是基因中一些间隔序列的转录物在RNA成熟过程中被切除了。这些间隔序列叫内含子，基因中另一些被转录形成RNA的序列叫外显子。小鸡的卵清蛋白基因中至少含7个内含子。因而从基因转录效果看，基因由外显子和内含子构成。　
3、管家基因和奢侈基因。具有相同遗传信息的同一个体细胞间其所利用的基因并不相同，有的基因活动是维持细胞基本代谢所必须的，而有的基因则在一些分化细胞中活动，这正是细胞分化、生物发育的基础。前者称为管家基因，而后者被称为奢侈基因。
4、基因的游动性。早在20世纪40年代美国遗传学家